Параметры

Для определения отношения сигнал-шум при воздействии на рецептор необходимо знание параметров помех. Для детерминированных НЭМП (регулярные помехи одного источника или внеполосные излучения через антенну радиопередающего тракта) представления эти параметры - мощность, напряжение, ток, напряженность ноля, энергетический спектр и др.

В случае нестационарных электромагнитных процессов или одновременного использования помех от нескольких источников для описания для описания необходимо несколько параметров. Такими параметрами является усредненная за определенное время мощность Р_ср помехи, измеренная в эффективной полосе частот Δf, и соответствующее этой мощности эффективное значение напряжения U_эфф помехи.

Характерным параметром случайной стационарной помехи (флуктуационный шум) является «эффективная шумовая температура антенны» радиоприемного устройства («антенная температура»), т.е. усредненная спектральная плотность мощности шума, выраженная как температура в градусах Кельвина некоторого сопротивления, равного входному сопротивлению антенны, которое выделяет на входе источника такую же мощность, что и внешний источник помех. При значительном уровне внешних шумов собственной шумовой температурой пренебрегают и «антенная температура» определяется как

где Р_Ш — средняя мощность шума на согласованной нагрузке, Вт; k — постоянная Больцмана (Дж/К); Т — температура, К; — эффективная полоса пропускания приемника, Гц. Антенную температуру флуктуационных помех измеряют с помощью измерителя напряженности поля с малым уровнем собственных шумов. Показания его выходного прибора U_эфф необходимо пересчитывать на величину напряженности поля, связывая с измеряемой мощностью помех на соответствующей частоте. Принятая извне антенной мощность шума

где G — коэффициент усиления антенны; — длина волны, м, — действующая высота антенны (м).

Среднее значение мощности атмосферных помех зависит от времени суток, сезона, частоты и географического местоположения. Как правило, атмосферные помехи характеризуются быстрыми изменениями, но если их мощность усреднять по крайней мере в течение нескольких минут, то средние величины за этот отрезок времени измерений изменяются примерно в пределах ±2 дБ, т. е. практически оказываются постоянными при условии, что измерения не выполняются при местной грозе или во время восхода и захода солнца.

При измерении широкополосного флуктуационного шума «антенная температура» определяется с помощью узкополосного измерителя напряженности поля, при этом эффективное значение напряжения U_эфф помехи пропорциональны , поскольку составляющие шума некогерентны. Если помеха регулярная, например, повторяющиеся с определенной тактовой частотой импульсы, параметр U_эфф пропорционален полосе измерителя.

Другим важным параметром НЭМП является пиковое значение U_n напряжения помехи. Например, импульсные приемные устройства и цифровые средства электронной техники, действующие на импульсном принципе (устройства электронной автоматики, ЭВМ и др.), реагируют не только на усредненную мощность импульсной помехи, но и на максимальную амплитуду импульса. Влияние помех на электронные устройства следует оценивать в первую очередь но параметру Un помехи, особенно в тех случаях, когда помеха имеет явно выраженный импульсный характер. Этот параметр измеряют с помощью пикового вольтметра, детекторная цепь которого имеет очень малое значение постоянной времени заряда и большое (до 100с) — постоянной времени разряда. Квазипиковое значение напряжения импульсных индустриальных радиопомех измеряют квазипиковым вольтметром с детектором, нагрузка которого имеет стандартные значения постоянных времени заряда тэ и разряда.

Квазипиковое значение U_кп напряжения — это показание инерционного вольтметра, постоянные времени которого близки к величинам задержки во времени, характерной для инерционности реакции человеческого слуха на появление и исчезновение звукового импульса.

При измерениях флуктуационных помех квазипиковый вольтметр показывает значения, превышающие U_эфф. При измерениях кратковременных (длительностью менее 200 мс) импульсных помех, например коммутационных в виде серии коротких импульсов слученного характера, квазипиковый вольтметр действует как накопитель энергии и значение U_кп зависит от таких факторов, как число импульсов в пачке, отношение между частотой повторения импульсов и полосой пропускания линейного тракта измерителя, раздельное или с перекрытием по времени прохождение импульсов через тракт и других [51]. Вследствие вероятностной природы коммутационных помех для определения их значений U_эфф и U_ср посредством квазипикового вольтметра необходимо проводить специальный анализ.

Среднее значение Ucp напряжения является усредненным значением мгновенных уровней огибающей помехи за время T, достаточное для выявления ее статистических свойств. Многие регистрирующие приборы, например в оборудовании летательных аппаратов, включенные на выходе РЭС, более восприимчивы к воздействию Ucp, чем Un

Для определения степени «импульсности» помехи вводят параметр U_имп=20lg (U_эфф / U _ср), если его значение U_имп 5 дБ, помеху можно считать импульсной.

Кондуктивные помехи характеризуются током помехи, определяемом токосъемником и измеряемом в дБмкА (узкополосные помехи) или в дБмкА/кГц (широкополосные помехи) при выбранном в зависимости от предъявляемых требовании пиковом, эффективном или среднем значении величины тока.

Поскольку НЭМП носят вероятностный характер для более полной информации о свойствах НЭМП необходимы характеристики, выражающие распределение вероятностей того или иного параметра, как правило, в функции времени, отсчитываемого в непосредственной или косвенной форме. Такой характеристикой является интегральная функция распределения параметра помехи, превышающего пороговое значение за время Т, достаточное для определения статистических свойств помехи.

Статистические характеристики параметров НЭМП имеют большое значение для количественного описания их свойств, обеспечения возможности создания стандартных требований на допустимые уровни помех от их источников и оценки их действия на рецепторы различных типов при определении отношений сигнал-помеха, допустимых на входе устройства конкретного типа.

Дата добавления: 2014-01-03